内核窥秘之一：start_kernel()运行过程记录
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解开linux内核的神秘面纱，它是怎么运行起来的呢？它是怎么做到的？做了什么，怎么做，流程如何等等，均需要一个清晰的过程（因为要给我们一个说法~！），如何更好的亲密、深入的了解，接触它，找到一个很好的突破点是很关键的---那就是‘从头开始’（从linux的头开始）。本文将结合源码浅析并硬件平台上运行实践验证。
内核版本： linux-2.6.30.4
硬件CPU： s3c2440(arm920vt)
所有的程序员都知道，无论怎样，所有的入口点都是从‘main’函数开始的（start_kernel）。 废话~~
Linux的‘头’叫做一个start_kernel的函数，就是我们通常所说的main函数一样。
主要流程有：
剩下的都由任务调度器scheduler进行任务/线程调度了。
其中在kenernel_init 线程中主要完成了：do_basic_setup() 调用driver_init()、do_init_calls()（调用那些为__init属性的函数）等函数，完成相关的PCI和network和加载剩下各种的设备驱动。
接着prepare_namespace()，这里完成一个重要的工作，那就是挂载根文件系统，这里决定系统需要挂载什么，在哪里挂载。当以上一切都准备好之后，最后进入init_post()函数中：
在init_post()中调用free_initmem()释放__init_begin到_init_end之间的空间，会出现:
Freed initmemory 92K
然后调用sys_open()为系统打开控制台，如果找不到将会出现:
Warning: unableto open an initial console.
接着也就是最后调用run_init_process(command)函数,command是这里之前bootloader传给内核的参数command_line。通常嵌入式系统这个参数主要是linuxrc文件，其实际是到busybox的一个软连接。
如果command调用失败，系统将继续以下run_init_process()过程:
panic("Noinit found. Try passing init= option tokernel.");
OK,熟悉 linux内核start_kernel()的启动流程，编译一个内核和制作文件系统，下载到硬件中：
解开linux内核的神秘面纱，它是怎么运行起来的呢？它是怎么做到的？做了什么，怎么做，流程如何等等，均需要一个清晰的过程（因为要给我们一个说法~！），如何更好的亲密、深入的了解，接触它，找到一个很好的突破点是很关键的---那就是‘从头开始’（从linux的头开始）。本文将结合源码浅析并硬件平台上运行实践验证。
内核版本： linux-2.6.30.4
硬件CPU： s3c2440(arm920vt)
所有的程序员都知道，无论怎样，所有的入口点都是从‘main’函数开始的（start_kernel）。 废话~~
Linux的‘头’叫做一个start_kernel的函数，就是我们通常所说的main函数一样。
主要流程有：
{
…
printk(KERN_NOTICE"%s", linux_banner); //输出linux版本信息
setup_arch(&command_line); //设置与初始化硬件体系相关的环境并调用
//pageint_inig() ->devicemaps_init(mdesc);初始化异常向量表，初始化zone memory maps,初始化结构体：MACHINE_START等
sched_init() //初始化调度器…先于中断开始前
printk(boot_command_line); //提取分析核心启动参数过程（从bootloader 中传递）
parse_early_param();
parse_args
trap_init(); //自陷入口函数初始化，针对此版本arm中直接return
early_irq_init(); //中断初始化过程….
init_IRQ();
init_timers(); //初始化定时器，开启定时器软中断服务以及注册服务程序以及初始化各CPU中的tev_base等init_timers()->run_timer_softirq()->__run_timers()..
timekeeping_init();
time_init(); //设置定时器及返回当前时间
console_init() //初步的初始化控制台，此控制台只能打印出一些简单//的启动信息…
vmalloc_init(); //
vfs_caches_init_early(); //
mem_init(); //初始化内存并计算可用内存大小
kmem_cache_init(); // 初始化SLAB缓存分配器
calibrate_delay(); //延迟校准，jiffy,记录系统的定时器的节拍数，每变化一次代表了系统定时器2个连续节拍时间的间隔。
fork_init(num_physpages); //初始化max_threads，init_task参数为fork()提供参考
buffer_init(); //初始化块设备读写缓冲区
vfs_caches_init(num_physpages); //初始化虚拟文件系统 inode_init() ->files_init() ->mnt_init()...
signals_init(); //初始化内核信号队列….
rest_init(); //最后实际进入reset_init()函数，包括所有剩下的硬件//驱动，线程初始化等过程…这也最终完成//start_kernel//的启动过程。
}
在进入reset_init()，首先创建系统的第一个线程kernel_init(),线程pid=1，接着创建
pid=2， kthreadadd() 线程，接着开始任务调度schedule()，进入cpu_idle()剩下的都由任务调度器scheduler进行任务/线程调度了。
其中在kenernel_init 线程中主要完成了：do_basic_setup() 调用driver_init()、do_init_calls()（调用那些为__init属性的函数）等函数，完成相关的PCI和network和加载剩下各种的设备驱动。
接着prepare_namespace()，这里完成一个重要的工作，那就是挂载根文件系统，这里决定系统需要挂载什么，在哪里挂载。当以上一切都准备好之后，最后进入init_post()函数中：
在init_post()中调用free_initmem()释放__init_begin到_init_end之间的空间，会出现:
Freed initmemory 92K
然后调用sys_open()为系统打开控制台，如果找不到将会出现:
Warning: unableto open an initial console.
接着也就是最后调用run_init_process(command)函数,command是这里之前bootloader传给内核的参数command_line。通常嵌入式系统这个参数主要是linuxrc文件，其实际是到busybox的一个软连接。
如果command调用失败，系统将继续以下run_init_process()过程:
run_init_process("/sbin/init");
run_init_process("/etc/init");
run_init_process("/bin/init");
run_init_process("/bin/sh");如果最终调用失败，系统将会告诉我们：
panic("Noinit found. Try passing init= option tokernel.");
OK,熟悉 linux内核start_kernel()的启动流程，编译一个内核和制作文件系统，下载到硬件中：
Start Linux ... Copy linux kernel from 0x00200000 to 0x30008000, size = 0x00200000 ... Copy Kernel to SDRAM done,NOW, Booting Linux...... Uncompressing Linux.............................................................................................................. done, booting the kernel. Linux version 2.6.30.4-itspy (root@wsn-Inspiron-1427) (gcc version 4.3.3 (Sourcery G++ Lite 2009q1-203) ) #27 Thu Dec 1 14:15:49 CST 2011 CPU: ARM920T [41129200] revision 0 (ARMv4T), cr=c0007177 CPU: VIVT data cache, VIVT instruction cache Machine: s3c2440 ATAG_INITRD is deprecated; please update your bootloader. Memory policy: ECC disabled, Data cache writeback CPU S3C2440A (id 0x32440001) S3C24XX Clocks, (c) 2004 Simtec Electronics S3C244X: core 400.000 MHz, memory 100.000 MHz, peripheral 50.000 MHz CLOCK: Slow mode (1.500 MHz), fast, MPLL on, UPLL on Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping on. Total pages: 16256 Kernel command line: noinitrd root=/dev/mtdblock2 init=/linuxrc console=ttySAC0 NR_IRQS:85 irq: clearing pending ext status 00080000 irq: clearing subpending status 00000003 irq: clearing subpending status 00000002 PID hash table entries: 256 (order: 8, 1024 bytes) Console: colour dummy device 80x30 console [ttySAC0] enabled Dentry cache hash table entries: 8192 (order: 3, 32768 bytes) Inode-cache hash table entries: 4096 (order: 2, 16384 bytes) Memory: 64MB = 64MB total Memory: 61268KB available (3152K code, 349K data, 96K init, 0K highmem) SLUB: Genslabs=11, HWalign=32, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=1, Nodes=1 Calibrating delay loop... 199.47 BogoMIPS (lpj=498688) Mount-cache hash table entries: 512 CPU: Testing write buffer coherency: ok net_namespace: 296 bytes NET: Registered protocol family 16 S3C2440: Initialising architecture S3C2440: IRQ Support S3C24XX DMA Driver, (c) 2003-2004,2006 Simtec Electronics DMA channel 0 at c4808000, irq 33 DMA channel 1 at c4808040, irq 34 DMA channel 2 at c4808080, irq 35 DMA channel 3 at c48080c0, irq 36 S3C244X: Clock Support, DVS off bio: create slab <bio-0> at 0 SCSI subsystem initialized usbcore: registered new interface driver usbfs usbcore: registered new interface driver hub usbcore: registered new device driver usb s3c2440-i2c s3c2440-i2c: slave address 0x10 s3c2440-i2c s3c2440-i2c: bus frequency set to 97 KHz s3c2440-i2c s3c2440-i2c: i2c-0: S3C I2C adapter cfg80211: Calling CRDA to update world regulatory domain NET: Registered protocol family 2 IP route cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes) TCP established hash table entries: 2048 (order: 2, 16384 bytes) TCP bind hash table entries: 2048 (order: 1, 8192 bytes) TCP: Hash tables configured (established 2048 bind 2048) TCP reno registered NET: Registered protocol family 1 yaffs Nov 30 2011 09:27:01 Installing. msgmni has been set to 119 alg: No test for stdrng (krng) io scheduler noop registered (default) Console: switching to colour frame buffer device 60x17 fb0: s3c2410fb frame buffer device backlight initialized GPIO-Control initialized PWM-Test initialized adc initialized s3c2440-uart.0: tq2440_serial0 at MMIO 0x50000000 (irq = 70) is a S3C2440 s3c2440-uart.1: tq2440_serial1 at MMIO 0x50004000 (irq = 73) is a S3C2440 s3c2440-uart.2: tq2440_serial2 at MMIO 0x50008000 (irq = 76) is a S3C2440 loop: module loaded dm9000 Ethernet Driver, V1.31 Now use the default MAC address: 10:23:45:67:89:ab eth0 (dm9000): not using net_device_ops yet eth0: dm9000e at c4814000,c4818004 IRQ 51 MAC: 10:23:45:67:89:ab (chip) S3C24XX NAND Driver, (c) 2004 Simtec Electronics s3c2440-nand s3c2440-nand: Tacls=3, 30ns Twrph0=7 70ns, Twrph1=3 30ns NAND device: Manufacturer ID: 0xec, Chip ID: 0xda (Samsung NAND 256MiB 3,3V 8-bit) Scanning device for bad blocks Creating 3 MTD partitions on "NAND 256MiB 3,3V 8-bit": 0x000000000000-0x000000040000 : "uboot1.1.6" 0x000000200000-0x000000400000 : "linux-kernel" 0x000000400000-0x00000ff80000 : "yaffs2" ohci_hcd: USB 1.1 'Open' Host Controller (OHCI) Driver s3c2410-ohci s3c2410-ohci: S3C24XX OHCI s3c2410-ohci s3c2410-ohci: new USB bus registered, assigned bus number 1 s3c2410-ohci s3c2410-ohci: irq 42, io mem 0x49000000 usb usb1: New USB device found, idVendor=1d6b, idProduct=0001 usb usb1: New USB device strings: Mfr=3, Product=2, SerialNumber=1 usb usb1: Product: S3C24XX OHCI usb usb1: Manufacturer: Linux 2.6.30.4-itspy ohci_hcd usb usb1: SerialNumber: s3c24xx usb usb1: configuration #1 chosen from 1 choice hub 1-0:1.0: USB hub found hub 1-0:1.0: 2 ports detected Initializing USB Mass Storage driver... usbcore: registered new interface driver usb-storage USB Mass Storage support registered. usbcore: registered new interface driver usbserial usbserial: USB Serial Driver core USB Serial support registered for pl2303 usbcore: registered new interface driver pl2303 pl2303: Prolific PL2303 USB to serial adaptor driver s3c2410_udc: debugfs dir creation failed -19 s3c2440-usbgadget s3c2440-usbgadget: S3C2440: increasing FIFO to 128 bytes mice: PS/2 mouse device common for all mice S3C24XX RTC, (c) 2004,2006 Simtec Electronics s3c2410-rtc s3c2410-rtc: rtc disabled, re-enabling s3c2410-rtc s3c2410-rtc: rtc core: registered s3c as rtc0 usbcore: registered new interface driver zc0301 gspca: main v2.5.0 registered usbcore: registered new interface driver zc3xx zc3xx: registered usbcore: registered new interface driver uvcvideo USB Video Class driver (v0.1.0) S3C2410 Watchdog Timer, (c) 2004 Simtec Electronics s3c2410-wdt s3c2410-wdt: watchdog inactive, reset disabled, irq enabled mapped channel 0 to 0 s3c2440-sdi s3c2440-sdi: powered down. s3c2440-sdi s3c2440-sdi: initialisation done. s3c2440-sdi s3c2440-sdi: powered down. usbcore: registered new interface driver usbhid usbhid: v2.6:USB HID core driver Advanced Linux Sound Architecture Driver Version 1.0.18a. No device for DAI UDA134X No device for DAI s3c24xx-i2s S3C24XX_UDA134X SoC Audio driver UDA134X SoC Audio Codec asoc: UDA134X <-> s3c24xx-i2s mapping ok ALSA device list: #0: S3C24XX_UDA134X (UDA134X) TCP cubic registered lib80211: common routines for IEEE802.11 drivers s3c2410-rtc s3c2410-rtc: hctosys: invalid date/time yaffs: dev is 32505858 name is "mtdblock2" yaffs: passed flags "" yaffs: Attempting MTD mount on 31.2, "mtdblock2" yaffs: auto selecting yaffs2 yaffs: restored from checkpoint yaffs_read_super: isCheckpointed 1 VFS: Mounted root (yaffs filesystem) on device 31:2. Freeing init memory: 96K Try to bring eth0 interface up ... ifconfig eth0 hw ether 00:11:22:33:44:55 Please press Enter to activate this console. eth0: link up, 100Mbps, full-duplex, lpa 0x45E1 ifconfig eth0 192.168.2.209 netmask 255.255.254.0 up add default gw 192.168.2.254 Done [root@WSN /]#